Устройство для плавки гололеда

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА постоянным током на линии электропередачи, содержащее преобразователь , подключенньй с помощью коммутационного аппарата к шинам.источника питания, токоограничиваюпцШ реактор , установленный меладу коммутационньм аппаратом и вводами переменного тока преобразователя, и закорачивающую перемычку, установленную в конце обогреваемого участка линии, отличающееся тем, что, с целью регулирования напряжения плавки, устройство снабжено первым дополнительным коммутационным аппаратом и первым дополнительным реактором, первый ввод которого подключен к вводам переменного тока преобразователя, а к второму вводу подключен первый дополнительный коммутационный аппарат, подсоединенный к закорачивающей перемычке 2о Устройство по По 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено первым дополнительным преобразовате-. №пг1 5 Ш - ,.„,„. .;-; ;{;-;5;гйП ) SiJJ лем, вторым и третьим дополнительными коммутационными аппаратами, при чем вводы переменного тока первого дополнительного преобразователя подсоединены к второму вводу первого дополнительного реактора, второй дополнительньй коммутационный аппарат подключен между другими шинами источника питания и первым вводом первого дополнительного реактора, а. третий дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом первого дополнительного реактора и вводами переменного тока основного преобразователя , 3,, Устройство по пп„ 1 и 2, о т ли ч .а ю -щ ее с я тем, что оно снабжено вторым дополнительным реактором , подключенным между первым вводом первого дополнительного реактора и третьим дополйительным коммутационным аппаратом 4, Устройство по ппо 1 и 3, от00 личающееся тем, что оно снабжено четвертым и пятым дополнию тельными коммутационными аппаратами, причем четвертый дополнительный ком00 мутационньй аппарат подключен между а взводами переменного тока первого дополнительного преобразователя и вторым вводом -первого дополнительного реактора , а пятый дополнительный коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока первого дополнительного преобразователя и первым вводом первого дополнительного реакторам 5о Устройство по п„ 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено, первым дополнительным преобразователем , вторым и третьим дополнительными коммутационными аппаратами, причем

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„5U„„862786 (si)s Н 02 С 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГННТ СССР

1 (21) 2900298/07 (22) 28.03.80 (46) 07.08.91. Вюл. № 29 (71) Львовский политехнический институт (72) Л А. Никонец и С.В„ Герасимова (53) 621.315.175(088.8) (56) Руководящие указания по плавке гололеда на воздушных линиях электропередачи СЦНЧИ ОРГРЭС. — Москва, 1969. .УСтановка с агрегатами типа ВУКИ

1200 № 14 для плавки гололеда на высоковольтных линиях..

Типовые решения. Ростов-на-Дону.

"Энергосетьпроект", 1974, инвер. № 7609, с. 16. (54)(57) 1. УСТРОйство для плАвки

ГОЛОЛЕДА постоянным током на линии электропередачи, содержащее преобразователь, подключенный с помощью коммутационного аппарата к шинам источника питания, токоограничивающий реактор, установленный между коммутационньм аппаратом и вводами переменного тока преобразователя, и закорачивающую перемычку, установленную в конце .обогреваемого участка линии, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью регулирования напряжения плавки, устройство снабжено первым дополнительным коммутационным аппаратом и первым дополнительным реактором, первый ввод которого подключен к вводам переменного тока преобразователя, а к второму вводу подключен первый дополнительный коммутационный аппарат, подсоединенный к закорачивающей перемычке.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено первым дополнительным преобразовате-.

1 лем, вторым и третьим дополнительными коммутационными аппаратами, при чем вводы переменного тока первого дополнительного преобразователя подсоединены к второму вводу первого дополнительного реактора, второй дополнительный коммутационный аппарат подключен между другими шинами источника питания и первым вводом первого допол" нительного реактора, а третий дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом первого дополнительного реактора и вводами пе- ременного тока основного преобразователя.

3» Ус 1ройство по ппо 1 и 2 у О т

< л и ч .а ю щ е .е с я тем, что оно снабжено вторым дополнительным реактором, подключенным между первым вводом первого дополнительного реактора ( и третьим дополйительным коммутационным аппаратом.

4 Устройство по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что оно снабжено четвертым и пятым дополни- ©». тельными коммутационными аппаратами, причем четвертый дополнительный коммутационный аппарат подключен между,Q© вводами переменного тока первого дополнительного преобразователя и вторым вводом -первого дополнительного реактора, а пятый дополнительный коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока первого дополнительного преобразователя и первим вво-, Ь» дом первого дополнительного реактора, 5. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено первым дополнительным преобразователем, вторым и третьим дополнительными коммутационныьаю аппаратами, причем

862786

7. Устройство по пп. 1 и 3, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторьпк и третьим дополнительными преобразователями, третьим до- 40 полнительным реактором, четвертым, вводы переменного тока первого дополнительного преобразователя подключены к.второму вводу первого дополнительного реактора, второй дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом основного реактора и первым вводом первого дополнительного реактора, а третий дополнительный коммутационный аппарат подключен между 10 первым вводом и вводом переменного тока основного преобразователя.

6. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ ц е с я тем, что оно снабжено вторым и третьим дополнительными i5 преобразователями, третьим дополнительным реактором и четвертым, и пятым, дополнительными коммутационными аппаратами, при этом вводы переменного тока второго дополнительного преобразователя подключены к второму вводу второго дополнительного реактора, вводы переменного тока третьего дополнительного преобразователя подключены к второму вводу третьего дополнительно-25 го реактора, первый ввод которого подключен к первому коммутационному аппарату, :"четвертый дополнительный коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока третьего дополнительного преобразователя и первым вводом основного реактора, а пятый дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом основного реактора и первым коммутационным аппаратом. пятым, шестым, седьмым и восьмым дополнительными коммутационными аппара- . тами, причем вводы переменного тока второго преобразователя подключены к второму вводу второго дополнительного реактора, первый ввод которого подключен к третьему. дополнительному коммутационному аппарату, вводы переменного тока третьего дополнительного преобразователя подключены к второму вводу третьего дополнительного реактора, первый ввод которого подключен к основному коммутационному аппаратур, четвертый дополнительный коммутационный аппарат подключен между вводами переменного тока третьего дополнительного преобразователя и первым вводом основного реактора, пятый дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом основного реактора и основным коммутационным аппаратом, шестой дополнительный коммутационный аппарат подключен между цводами переменного тока второго дополнительного преобразователя и первым вводом первого дополнительного реактора, седьмой дополнительный коммутационный аппарат подключен между первым вводом второго дополнительного реактора, и вторым дополнительным коммутационным аппаратом, а восьмой дополнительный коммутационный аппарат подключен между первьпк вводом первого дополнительного реактора и,вторым до-полнительным коммутационным аппаратом.

8. Устройство по п. 1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено синхронным компенсатором, подключенным между первым дополнительным коммутационным аппаратом и закорачи вающей перемычкой.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для повышения надежности работы воздушных

:линий электропередачи, проходящих в сипьиогололедных районах.

Известно устройство для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, содержащее источник питания, в качестве которого обычно используется секция или система сборньи шин узловой подстанции энерго50

55! системы и коммутационного аппарата, с помощью которого напряжение источ- ника питания подключается к проводам линии электропередачи, предварительно закороченным на противоположном от источника питания конце.

Недостатком этого устройства для плавки гололеда является невозможность осуществления плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи различной протяженности.

Яб2786

Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является устройство для плавки гололеда постоянным током на линии электропередачи, содержащее преобразователь, подключенный с помощью коммутационного аппарата к шинам источника питания, токоограничивающий реактор

Э установленный между коммутационным аппаратом и вводами переменного тока преобразователя, и закорачивающую перемычку, установленную в конце обогреваемого участка линии. Как правило от узловой подстанции, на которой предусмотрена установка плавки гололеда, отходят воздушные линии разного класса напряжения с существенно отличными параметрами (протяженность, сечения провода)..Недостаток устройства для плавки гололеда заключается в том, что оно не позволяет организовать плавку гололеда на всех нуждающихся в обогреве воздушных линиях электропередачи, отходящих от шин подстанции, на которой смонтировано устройство плавки, из-за невозможности регулирования напряжения плавки.

Целью изобретения является регулирование напряжения плавки.

На фиг. 1 изображено устройство для плавки гололеда с одним преобразователем; на фиг. 2 — то же, с двумя преобразователями; на фиг, 3 — то же, с двумя преобразователями и тремя реакторами; на фиг. 4 — то же, с двумя преобразователями и тремя реакторами с расширенным .диапазоном регулирова-, ния напряжения; на фиг. 5 — то же, с двумя преобразователями подключенныь Д ми к одним шинам источника питания

Ф на фиг. б — то же, с четырьмя преобразователями; на фиг. 7 - то же, с четырьмя преобразователями с расширенным диапазоном регулирования напряжения; на фиг. 8 — то же, с использо4 ванием синхронного компенсатора для регулирования напряжения.

Устройство для плавки гололеда (фиг. 1) содержит преобразователь 1

5 подключенный с помощью коммутационного аппарата 2 к шинам источника питания 3, и токоограничивающий реактор 4, установленный между коммутационным аппаратом 2 и вводами переменного тока преобразователя 1. Кроме. того, устройство содержит реактор 5, одни вводы которого подключены к вводам переменного тока преобразователя

1, а другие вводы реактора 5 через коммутационный аппарат б — к закорачивающей перемычке 7, 5

Устройство для плавки гололеда

t показанное на фиг. 2, содержит те же элементы, что и устройство на фиг. 1.

Дополнительно одни вводы реактора 5 подключены через коммутационный аппарат 8 к другим шинам источника питания 9. К другим вводам реактора 5 .подключены вводы переменного тока преобразователя 10. Иежду вводами переменного тока преобразователя 1 и одними вводами реактора 5 установлен коммутационный аппарат .11.

Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг. 3, содержит же элементы, что и устройство-на

20 фиг. 2. Дополнительно между вводами

/ переменного тока преобразователя 1 и одними вводами реактора 5 установлен реактор 12.

Устройство для плавки гололеда

У

25 показанное на фиг. 4, содержит те же элементы, что и устройство на фиг.3.

Дополнительно одпи вводы реактора 5 и вводы переменного тока преобразователя 10 соединены между собой че30 рез коммутационный аппарат 13. Между другими вводами реактора 5 и вводами переменного тока преобразователя 10 также установлен коммутационный аппарат 14.

Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг. 5, содержит те же элементы, что и .устройство на фиг. 1. Дополнительно вводы переменного тока преобразователя 1 и первые

0 вводы реактора 5 соединены через коммутационный аппарат 11 К вторым вводам реактора 5 подключены вводы переменного тока преобразователя 10.

Первые вводы реактора 4 и первые

5 вводы реактора 5 соединены через аппарат 8.

Устройство для.плавки гололеда, .показанное на фиг. б, содержит те же элементы, что и устройство на фиг 3, 0 Дополнительно к вводам реактора 12, подключенным через коммутационный аппарат 11 к вводам переменного тока. преобразователя 1, подключены вводы переменного тока преобразователя 15.

Преобразователь 16 через реактор 17 подключен к вводам коммутационного аппарата 2, одни вводы которого подключены к шинам источника питания 3.

Вводы переменного тока преобразова862786

,теля 16 через коммутационный аппарат

18 подключены к первым вводам токоограничивахсцего реактора 4. Между реактором 4 и коммутационным аппаратом 2 подключен коммутационный аппарат 19.

Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг, 7, содержит те же элементы, что и устройство на фиг. 3. 0

Дополнительно между вводами реактора

12 и одними вводами реактора 5,установлен коммутационный аппарат 20.

Между одними вводами реактора 5 и коммутационным аппаратом 8 установлен коммутационный аппарат 21.

Между вводами реактора 12, подключенными через коммутационный аппарат.

11 к вводам переменного тока преобразователя 1 и коммутационным аппаратом0

8 установлен коммутационныйапларат 22.

К вводам реактора 12, подключенными через коммутационный аппарат 20 к вводам реактора 5, подключен преобразователь 15. Через коммутационный аппа- -5 5 рат 2 присоединен реактор 17, к которому подключен преобразователь 16.

Между вводами переменного тока преобразователя 16 и одними вводами реак. тора 4 установлен коммутационный аппа- 0 рат 13. Между реактором 4 и коммута-. ционным аппаратом 2 также подключен коммутационный алпарат 19.

Устройство для плавки гололеда, изображенное на фиг. 8. содержит те же элементы, что и устройство на фиг. 1. Дополнительно между коммутационньм аппаратом 6 и закорачивающей переььикой 7 подключены статорные обмотки синхронного компенсатора 23. 10

Устройство для плавки гололеда (фиг. 1) обеспечивает три ступени регулирования .напряжения плавки. При необходимости плавки гололеда на номинальном напряжении коммутационный an- 45 парат 6 размыкают, а коммутационный аппарат 2 включают.

При этом питание преобразователя 1 будеТ осуществляться от источника

«>О питания 3 через аппарат 2 и реактор 4, а напряжение преобразователя Ud может быть найдено из известного выражения

Иа 1,35 ń— И хр, (1) . где Е - линейное напряжение источни- 55

6 ка питания;

Id — ток плавки;

Х р — индуктивное сопротивление реактора 4 тока промышленной частоты.

Для уменьшения напряжения плавки ь необходимо дополнительно включить коммутационный аппарат 6. При этом

Хр 3 Хр++Хр

Х +Х Е Id X +Х х +х < р где Х вЂ” индуктивное сопротивление

Ps реактора 5 току промышленной частоты.

При необходимости еще большего снижения напряжения плавки (третья ступень) схема питания преобразователя остается такой же, как и в предыдущем случае. Однако контур плавки следует подключить между одним из полюсов преобразователя 1 и закорачивающей перемычкой 7, При этом обеспечивается трехфазная схема выпрямления, а внешняя характеристика установки имеет вид

Ю = (1 35E — wЫ Хj)2, (3)

3 л <

Как следует из уравнений (2) и (3), подбирая необходимое соотношение сопротивлений реакторов 4 и 5, можно получить любые наперед заданные ступени напряжения плавки.

Для расширения диапазона регулирования выпрямленного напряжения целесообразно испольэовать двухпреобраэовательную установку плавки гололеда (фиг. 2), которая обеспечивает шесть ступеней регулирования напряжения.

Самое большое напряжение плавки будет получено при отключенном положении коммутационных аппаратов 11 и 6 и включенных коммутационных аппаратах 2 и 8.

В частном случае при одинаковых напряжениях источников питания 3 и 9 ° а также одинаковых реакторах 4 и 5 и преобразователях 1 и 10 имеют

Ud = (1,35 Е4 — — Id XP .) 2 . (4)

3 и р4

Вторая ступень выпрямленнбго напряжения плавки может быть получена sa счет включения преобразователей t u

10 на параллельную работу по стороне постоянного тока. При этом

Ud = 1 35 Е> И . (5)

Ц

Третью ступень напряжения плавки можно получить дополнительно, отключив, например, коммутационный аппарат 8, При этом ПЙ может быть определено по уравнению (1).

,862786

Четвертую ступень выпрямленного напряжения можно получить от отдельно работающего преобразователя 10. При этом коммутационные аппараты 2 и 11 включены, а коммутационные аппараты

8 и 6 отключены. Для этого случая при

Х Х

Pr

Ud = 1 35 Š— — Id Х

6 р (6) 0

Пятая ступень выпрямленного напряжения получается от преобразователя

1, если. коммутационный аппарат 8 отключен, а все остальные включены.

Величина Vd определяется по уравне нию (2).

Иестая ступень регулирования обеспечивается при схеме питания преобра9oBaTeJM ТаКоН же, KBK H B предыдущем случае за счет изменения схемы подключения обогреваемого контура, аналогично описанному для фиг. 1

Ud при этом следует определить по выражению (3). 25

При рассмотрении принципов регулирования устройств (фиг. 1 и 2) предполагалось, что реакторы 4 и 5 при их последовательном соединении допускают длительную работу на номинальном напряжении источника питания по схеме шунтовых реакторов. Однако выполнение этого условия в ряде случаев может вызвать затруднения как из-за большого потребления реактивной мощности от сети, так и из-за значитель"

35 ных посадок выпрямленного напряжения при плавке на предельном для данной установки напряжении., Поэтому часто может быть эффективной схема приве40 денная на фиг. 3. Наличие дополнительного реактора снимает изложенные ограничения и расширяет диапазон регулирования выпрямленного напряжения.

Если схему (фиг. 3) дополнить дву45 мя коммутационными аппаратами 13, 14 (фиг. 4), то количество возможных ступеней расширится до восьми.

Включив алпараты 2, 8 и 14, а также отключив все остальные можно полу50 чить при последовательном соединении преобразователей самую высокую ступень напряжения, величина которого может быть определена по уравнению (4), Вторая ступень получается за счет ( параллельного соединения преобразователей на стороне постоянного тока.

Его величину следует определять по уравнению (5).

Третья ступень получается при использовании одного преобразователя, питаемого через один из реакторов.

Величина напряжения определяется по уравнению (1) .

Четвертая ступень имеет место при питании преобразователя через два реактора. Величина напряжения плавки определяется по выражению (6).

Пятая ступень достигается при питании преобразователя через три реактора. При этом для одинаковых сопротивлений всех реакторов

Ud = 1,35 U — — Ы Х, . (7)

I

Последующие ступени регулирования могут быть получены при использовании реакторов в качестве делителей напряжения.

При этом на холостом ходу дополнительно могут быть получены следующие ступени:

3 (1,35Fп)» 3(1,35Ед) 6(1,35ЕЛ)

Если схему (фнг. 4) дополнить еще одним закорачивающим аппаратом 13, а также предусмотреть соединения реактора 12 от вводов коммутационного аппарата 8, то появится возможйость выполнения дополнительных ступеней регулирования в диапазоне между

1,35Е и 2,7EA=

Устройство, показанное на фиг. 5 иллюстрируеъ возможности регулирования напряжения плавки в случае питания двух преобразователей от одного источника, что может потребоваться при организации планки гололеда на воздушных линиях высших классов напряжения с расщепленными проводами в фазе.

При производстве оперативных переключений по аналогии с рассмотренными удается обеспечить пять различных ступеней регулирования:

1 — 0,5 Д0

1- ЬБ

1-2ДU

0 5

0,25, где ДU - падение напряжения на одном реакторе при протекании тока плавки.

Еще большей эффективности регулирования мощно достигнуть на мощных уста- новках плавки с большим числом преоб11

862786

12

Ъ

T разователей, необходимых для организа- воздушных линиях сверхвысокого напряции плавки гололеда на протяженных . придти к выводу, что предлагаемая жения. Наиболее часто такие установки схема (фиг. 6, 7) установки плавки выполнены. на базе четырех преобразо- 5 позволяет собрать на базе токоогравателей. ничивающих реакторов устройства плавДля получения больших токов при ки гололеда. шунтовой реактор. Этот предельных напряжениях их собирают в реактор может эксплуатироваться пракгруппы по два параллельно и два после- тически в течение всего года (за исдовательно. ключением коротких периодов работы

Отказавшись от традиционного выбо- устройства плавки гололеда) и тем сара одного реактора на два параллельных мым повысить эффективность работы преобразователя и установив реакторы сети. половинной мощности на каждый преоб- Таким образом, за счет дополниразователь с помощью предлагаемой на 1 тельной установки в схеме нескольких фиг. 6 и 7 схемы коммутации, можно коммутационных аппаратов получен сополучить практически любое наперед вершенно новый эффект практически заданное количество ступеней регули- плавного регулирования постоянного рования, которое определяется парамет- напряжения установки плавки гололерами воздушных линий всех классов >О да, собранной на базе неуправляемых напряжения, отходящих от шин подстан- преобразователей. Это позволяет за ции, на которой смонтирована установ- счет оптимизации режимов плавки прика плавки. Ясли учесть, что мощные мерно в 1,5-2 раза сократить суммарустановки плавки, монтируются на уз- ное время плавки гололеда на всех . ловых подстанциях системы, а также 25 воздушных линиях одновременно в этом необходимость регулирования рабочего нуждающихся и тем самым резко повынапряжения на шинах подстанции, îñî- сить надежность работы электрических бенно в минимальных режимах, то легко . сетей.

862786

Техред: Л, Сердюкова .:Корректор A. Обруцар

Редактор О. Филиппова

Заказ 3434: Тираж 312 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãîðîä, ул. Гагарина,101